陶瓷纳米多层膜因具超硬效应而成为近年的研究热点. 本文对这类人工材料的研究进展和存在的不足进行了评述, 并展望了进一步研究的方向. 二十年来, 陶瓷纳米多层膜的实验研究已取得明显进展：在微结构特征方面, 两调制层形成共格外延生长结构是纳米多层膜产生超硬效应的必要微结构条件已成为共识; 材料组合方面, 由于模板效应, 不同结构类型的材料, 甚至非晶材料都可在纳米多层膜中形成共格外延生长结构, 高硬度纳米多层膜材料体系已得到大大的拓展. 与此相比较, 对纳米多层膜强化机制和设计准则的研究相对滞后, 仍停留在以金属纳米多层膜基于位错运动受阻于界面的理论解释上. 因而, 建立适合于陶瓷纳米多层膜的强化机制和设计准则; 拓展纳米多层膜的材料组合, 开发以碳化物、硼化物甚至氧化物为基的纳米多层膜将成为进一步研究的方向.

通过水热反应在CaO-MgCl₂-H₂O体系中合成了不同结构与形态特征的一维碱式氯化镁（MHCH）, 分析了MgCl₂浓度、CaO与MgCl2的摩尔比R及水热条件对产物的影响. 结果表明, 当MgCl₂浓度>3mol/L，且R<0.5时才能得到MHCH; MHCH的直径和径长比随MgCl₂浓度和R的增加而增大. MHCH的最佳制备条件为［MgCl₂］=4mol/L, R=0.05. MHCH的结构相与反应温度密切相关, 温度低于150℃时, 体系中的产物为相3（Mg₂(OH)₃ Cl·4H₂O）; 温度高于150℃时的产物为相9（Mg₁₀(OH)₁₈Cl₂·5H₂O）. 常温下体系中首先出现Mg₃(OH)₅Cl·3H₂O和相5（Mg₃(OH)₅Cl·4H₂O）, 经陈化后两者均转化为相3, 经160℃水热反应后相3转化为相9.

以醋酸铅为铅源, 硫代乙酰胺为硫源, 在表面活性剂SDS单独作用和表面活性剂SDS和CTAB共同作用下可选择性地组装合成出颗粒以相同晶面粘连组装成的单晶树枝状PbS纳米结构和颗粒以不相同晶面粘连组装成的多晶球状PbS纳米结构, 而且提高反应物浓度能起到调节树枝状和球状PbS纳米结构尺寸的作用. 对树枝状和球状PbS纳米结构的形成机理进行了初探, 发现SDS单独作用时其烷基链起到的软模板作用有利于PbS小颗粒组装成树枝状的PbS纳米结构. 当反应溶液中再加入适量的CTAB时, 它在溶液中形成微胶束起到了软模板作用, 迫使颗粒粘连组装成球状PbS纳米结构, 有效地限制树枝状结构的生长.

×10¹⁸cm^-3. 退火处理可以改善氩氧氛围下制备的薄膜的电学性能.

研究了锌硼玻璃掺杂量对低压ZnO压敏电阻微观结构和电性能的影响. 结果表明, 当掺杂量x=0.1wt%时, 可以得到较好综合性能的ZnO压敏电阻：E_1mA＝36.7V/mm, α=30.4, I_L=0.1μA. 并应用晶粒生长动力学唯象理论研究了锌硼玻璃掺杂低压ZnO压敏电阻的晶粒生长规律, 探讨了锌硼玻璃掺杂对低压ZnO压敏陶瓷晶粒生长的作用机理. 当烧结温度T≤1000℃时,其晶粒生长动力学指数n≈4.54, 激活能Q≈316.5kJ/mol, 这是由于未熔融的锌硼玻璃通过颗粒阻滞机理阻碍了ZnO压敏陶瓷晶粒的生长; 而当T>1000℃时, 其晶粒生长动力学指数n≈2.92, 激活能Q=187kJ/mol, 这是由于熔融的锌硼玻璃通过液相烧结机理促进了晶粒的生长.

采用分段乳液聚合法和无皂乳液聚合法制备了聚苯乙烯(PS)微球, 以此单分散胶态晶体和嵌段共聚物P123为模板剂, 通过Y型分子筛前驱体的填充和模板剂的去除制备了具有大介微多级孔的材料. 采用XRD、SEM和TEM等手段表征了PS微球及多级孔材料. 结果表明, 分段乳液聚合可以制备平均粒径为50nm的PS微球, 无皂乳液聚合可以制备450nm左右的PS微球; 以其作为大孔模板剂分别考察了PS微球粒径、模板剂用量、水用量等因素对多级孔材料合成的影响, 结果表明, PS微球的粒径越大, 材料中大孔的分散性越好. 合成多级孔材料的条件为：PS微球乳液与前驱体的比值(质量比)为1.0～0.5, 水与前驱体的比值为7.5, P123与前驱体的比值为0.1.

通过有机模板复制法, 以聚碳硅烷（Polycarbosilane, PCS）为粘结剂和烧结助剂, 通过离心工艺二次挂浆制备出低温烧结高强度碳化硅网眼多孔陶瓷. 系统地研究了烧结温度、保温时间等工艺参数对制得的碳化硅网眼多孔体微观结构与性能的影响. 研究结果表明：最佳烧结温度为1100℃, 合适的保温时间为1h, 且所制备的网眼多孔体的孔筋厚度均匀. 用10PPI（pores per inch）和25PPI有机模板制得的网眼多孔体抗压强度分别为(1.08±0.21)MPa和(2.19±0.32)MPa, 耐火温度高达1690℃, 而且抗热震性能优良. 当淬冷温度大约为1400℃, 用25PPI有机模板, 经PCS浆料二次挂浆制备的网眼多孔体的热震损伤参数（Dts）仅为0.36.

采用等温化学气相渗透方法, 通过调整沉积工艺, 制备了具有不同微观组织结构的2D C/C复合材料. 利用偏光显微镜（PLM）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）结合选区电子衍射（SAED）, 研究了热解炭基体微观组织结构, 借助万能试验机测试了材料的三点弯曲性能. 结果表明：层状高织构（HT）热解炭基体占优时C/C复合材料表现为假塑性断裂; 扁平片状中织构（MT）热解炭与颗粒状各向同性层热解炭（ISO）有利于提高材料的弯曲强度; HT基体与炭纤维界面结合良好, 界面处不存在非HT织构, 但取向角(OA)略有增大.

生长准备中不同的装料方式导致原料的空隙率不同. 在其它生长工艺参数保持一致的前提下研究了不同空隙率的原料（50%、55%、60%）对SiC晶体生长初期生长速率和结晶质量的影响. 实验发现，在晶体生长初期生长速率随原料空隙率的增大而升高, 过快的结晶速率导致晶体的结晶质量下降. 同时利用有限元方法模拟了不同空隙率的原料（50%、55%、60%）在生长初期内部温度场分布、质量输运以及晶体生长速度. 因为在生长温度下原料内的热量传输主要依靠SiC颗粒间的热辐射, 所以空隙率增大会导致其等效热导率增大. 模拟结果表明：60%空隙率的原料最短时间内达到稳态传热, 初期晶体生长速率最大. 模拟的结果合理地解释了原料空隙率对SiC晶体生长初期的影响规律.

研究了不同直径和含量多壁碳纳米管填充环氧有机硅树脂吸波涂层在2～18GHz频率范围内的介电和吸波性能. 可以得到吸波涂层的介电常数随着碳纳米管含量的增加而增大. 当碳纳米管含量相同时, 吸波涂层介电常数随着碳纳米管直径的增加而增大. 当碳纳米管含量大于5wt%时, 吸波涂层的介电常数在低频急剧增加,且随频率增大而减少, 出现频散效应. 反射率测试结果表明：当涂层中多壁碳纳米管含量为10wt%、厚度为2mm时, 吸波涂层的最大吸收峰随碳纳米管直径的增大向低频移动. 多壁碳纳米管填充环氧有机硅树脂吸波涂层的吸波性能在7～14GHz范围内可达到-10dB, 具有较好的吸波效果.

采用溶胶-凝胶法制得三种镥硅酸盐体系粉体材料. 以氧化物的摩尔比来表示此三种粉体, 分别为：Lu₂O₃·SiO₂、Lu₂O₃·2SiO₂和Lu₂O₃·2.26SiO₂. 在1400℃、50%H₂O-50%O₂静态常压气氛下, 研究了它们的耐水蒸气腐蚀性能.以单位面积重量变化率表征材料的耐水蒸气腐蚀性能, 结合X射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FTIR）和扫描电镜能谱分析（SEMEDS）等分析手段, 揭示了镥硅酸盐体系在高温水蒸气环境中的腐蚀机制和反应机理. 结果表明：三种原始粉体主要物相依次为：Lu₂SiO₅+Lu₂Si₂O₇、 Lu₂Si₂O₇+SiO₂和Lu₂Si₂O₇+SiO₂. 在水蒸气作用下, Lu₂SiO₅相与Al₂O₃反应生成新相Lu₃Al₅O₁₂, 而Lu₂Si₂O₇相并未受到水蒸气的作用而发生任何反应, 表现出优异的化学稳定性.

采用熔融淬冷法制备了摩尔组成为（100-x）(0.85GeS₂-0.15Ga₂S₃)-xAgCl（x=0,5,10,15,20）硫卤玻璃, 测试了样品的密度、转变温度、析晶温度、可见到中远红外透过光谱、吸收光谱以及折射率参数, 根据Z扫描测试原理用钛宝石飞秒激光器测试了样品的三阶非线性特性. 利用经典的Tauc方程计算了样品光学带隙允许的直接跃迁、允许的间接跃迁及Urbach能量.讨论了玻璃的摩尔折射度、金属标准值、光学带隙、Urbach能量对玻璃样品折射率的影响.结果表明：该系统玻璃具有较宽光谱, 从可见到中远红外透过区域（0.46~11.50)μm,可作为潜在的多光谱成像材料.随AgCl含量的增加, 玻璃的折射率随着摩尔折射度增大而增大, 金属标准值、光学带隙与Urbach能量有减小的趋势, 而玻璃的三阶非线性性能得到明显提高.

采用化学浸蚀与高温热处理相结合的方法来改善P₂O₅-BaO-Al₂O₃-K₂O磷酸盐玻璃表面平整性、去除玻璃表面杂质, 提高用管棒法制备光纤预制棒时纤芯和包层玻璃的表面质量, 消除由于机械抛光工艺带来的表面缺陷和表面污染. 实验研究了磷酸盐玻璃盐酸浸蚀的特性, 分析了盐酸溶液与磷酸盐玻璃作用机制, 并确定了浸蚀参数，9mol/L的盐酸溶液对此磷酸盐玻璃具有最大浸蚀速率, 浸蚀30min后, 可消除玻璃表面的划痕. 盐酸溶液对玻璃的浸蚀反应使磷酸盐玻璃表面平整, 但在玻璃表面产生了晶化覆盖层. 通过进一步在拉丝温度下热处理, 可使玻璃表面覆盖层重新非晶化, 提高玻璃透过率. 实验结果表明：化学浸蚀和高温热处理的复合方法是一种有效改善磷酸盐玻璃表面质量的途径.

以聚合物微球为模板, 通过溶胶凝胶法制备了 TiO₂/SiO₂ 复合中空微球, 并分别采用硬脂酸和无机磷酸对内层二氧化钛进行了疏水和亲水改性. 扫描电镜（SEM）和氮气吸附脱附结果表明中空微球具有完整的球形空腔和多孔的壳层孔道结构. 傅立叶红外光谱（FTIR）证实了内部疏水及亲水改性层的存在. 以布洛芬药物为对象, 采用热重分析（TGA）和高效液相色谱(HPLC）考察了不同改性对复合中空微球的载药量及缓释性能的影响. 研究结果表明, 由于存在疏水作用, 硬脂酸改性的中空微球载药量（189.8mg/g）高于未改性中空微球(177.5mg/g）, 且药物释放速率明显减慢, 53h 内药物释放率仅为 55％; 与此相反, 无机磷酸亲水改性的中空微球载药量减小（为 153.0mg/g）, 且释放速率提高, 10h 内释放了将近 80％的药物. 因此, 采用不同的改性基团可以对复合中空微球的药物释放速率进行有效地调控.

在含0.6mmol/L Ca²⁺ 离子和0.36mmol/L H₂PO₄^-离子的电解液中加入2.4mmol/L柠檬酸根离子进行钛表面阴极电沉积. 结果表明柠檬酸根离子延长了HA晶体的形核孕育期, 并且晶体形貌由规则的六棱柱变化为细尖锥状. 通过沉积电流, 涂层增重, 晶形变化等规律对整个沉积过程做出阶段性划分（吸附期、孕育期、爆发生长期、次层生长期和平衡期）, 并对各阶段的微观过程生长机理进行了探讨, 尝试建立了含柠檬酸根电解液中电解沉积HA晶体的生长模型.

采用高分子热解结合可控熔渗反应烧结方法制备泡沫SiC，观察体外接种到泡沫SiC表面的成骨细胞MG63的贴壁和生长状况，评价泡沫SiC的细胞相容性.通过建立兔下颌临界骨缺损人工材料植入模型，进行大体标本观察、组织学观察及图像分析，探讨了泡沫SiC作为骨替代材料的可行性.研究结果表明，体外成骨细胞MG63在泡沫SiC表面的生长状态良好.体内植入实验的26只实验动物健康状况良好，伤口均为一期愈合.大体标本观察表明，各时间点内的泡沫SiC周边及其内部网孔内均有不同程度的骨组织形成；组织学观察可见骨组织的修复属于正常的骨修复过程.植入4w后，泡沫SiC内新生骨的四环素荧光标记率和成骨面积均低于HA，而在8w及24w后与HA接近，其差异无统计学意义.由此表明泡沫SiC具有良好的细胞相容性，且泡沫SiC修复兔下颌骨缺损的远期效果与HA相似，具有较好的骨传导性.